FR3130192A1 - Procede de fabrication d’une piece aubagee pour une turbomachine d’aeronef - Google Patents

Procede de fabrication d’une piece aubagee pour une turbomachine d’aeronef Download PDF

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Abstract

Procédé de fabrication d’une pièce aubagée (10) pour une turbomachine d’aéronef, cette pièce aubagée (10) comportant une pale (12) présentant un axe d’empilement (X) et dont au moins une extrémité longitudinale est reliée à une plateforme (14) transversale, le procédé comprenant les étapes de :a) réalisation d’une préforme (18) en fibres, cette préforme (18) comportant une première partie (16) destinée à former une pale (12) et au moins une seconde partie (20) destinée à former une plateforme (14), cette seconde partie (20) de la préforme (18) comportant une déliaison définissant deux portions (22) superposées séparées par une surface de déliaison sensiblement parallèle à l’axe (X),b) plier les portions (22) respectivement sur deux côtés opposés de la première partie (16), etc) rigidifier la préforme (18). Figure pour l'abrégé : Figure 3b

Description

PROCEDE DE FABRICATION D’UNE PIECE AUBAGEE POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce aubagée pour une turbomachine d’aéronef.
Arrière-plan technique
Une pièce aubagée de turbomachine d’aéronef est par exemple une aube de rotor ou une aube de stator. Une telle pièce comporte une pale qui a un profil aérodynamique et une forme générale allongée le long d’un axe X, appelé couramment axe « d’empilement » dans la technique considérée. La pièce peut comporter une plateforme à au moins une des extrémités longitudinales de la pale le long de l’axe X précité. Cette plateforme s’étend dans une direction transversale par rapport à l’axe X, c’est-à-dire dans un plan perpendiculaire à cet axe.
La représente par exemple un redresseur de flux d’air qui est une pièce aubagée 10 dont la pale 12 est reliée à une plateforme 14 à chacune de ses extrémités longitudinales.
Il est connu et avantageux de réaliser une pièce aubagée en matériau composite, à partir d’une préforme fibreuse noyée dans une matrice polymérique qui est obtenue par polymérisation d’une résine thermodurcissable ou consolidation d’une résine thermoplastique.
La préforme peut dans ce cas être réalisée par tissage en trois dimensions de fibres formant des fils de trame et des fils de chaine, ou bien par empilement de nappes de fibres. Ces fibres sont imprégnées avec la résine ou cette résine est injectée dans la préforme après sa mise en forme, par exemple par la technologie RTM qui est l’acronyme de l’anglaisResin Transfer Moldinget qui est une technique bien connue de réalisation d’une aube par injection-moulage.
Le document WO-A2-2013/088040 décrit la réalisation de pièces aubagées à partir de préforme tissée en trois dimensions.
Dans le cas de la réalisation d’une pièce aubagée équipée d’une ou de plateforme(s), il est décrit dans ce document que des portions de la préforme peuvent être situées dans la plateforme en réalisant au moins une déliaison de la préforme.
Dans la présente demande, on entend par déliaison le fait séparer une structure unitaire en deux sous structures indépendantes. Dans l’exemple illustré à la , la partie centrale 16 de la préforme 18 reste unitaire et les parties d’extrémité 20 de la préforme 18 sont chacune séparées en deux portions 22 par une déliaison de la préforme 18. Chacune des portions 22 peut comprendre plusieurs couches de fibres. Les portions 22 sont ainsi désolidarisées l’une de l’autre et sont pliées pour les orienter dans une direction perpendiculaire à l’axe X de la partie centrale 16. Les deux portions 22 situées à une extrémité longitudinale de la préforme 18 sont destinées à former une des plateformes 14 ou à être intégrées dans cette plateforme, et les deux portions 22 situées à l’extrémité longitudinale opposée de la préforme 18 sont destinées à former l’autre plateforme 14 ou à être intégrées dans cette autre plateforme.
La figure 3a illustre une déliaison telle qu’elle est réalisée dans la technique actuelle. Au niveau de chacune des parties d’extrémité 20 de la préforme 18, la déliaison est réalisée de sorte que les portions 22 soient reliées ensemble, à la jonction entre les première et seconde parties 20, par une ligne de liaison 24 qui est rectiligne et peut s’étendre perpendiculairement à l’axe X.
Les inventeurs ont constaté que cette ligne 24 droite ou rectiligne crée un axe privilégié de rotation ou de déformation de la pièce aubagée 10, qui a donc tendance à se déformer autour de cette ligne lorsqu’elle est soumise aux contraintes de fonctionnement (pressions aérodynamique, efforts de la structure du moteur, etc.). Cette déformation n’est pas souhaitée et peut altérer la durée de vie de la pièce aubagée 10 et les performances de la turbomachine.
La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à ce problème.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce aubagée pour une turbomachine d’aéronef, cette pièce aubagée comportant une pale présentant un axe d’empilement et dont au moins une extrémité longitudinale est reliée à une plateforme transversale, le procédé comprenant les étapes de :
a) réalisation d’une préforme en fibres, cette préforme ayant une forme générale allongée le long dudit axe et plane, cette préforme comportant une première partie destinée à former la pale et au moins une seconde partie qui est située à une extrémité longitudinale de la préforme et qui est destinée à former une plateforme, cette seconde partie de la préforme comportant une déliaison définissant deux portions superposées séparées par une surface de déliaison sensiblement parallèle à l’axe X,
b) plier les portions respectivement sur deux côtés opposés de la première partie, et
c) rigidifier la préforme,
caractérisé en ce que, à l’étape a), la déliaison est telle que les portions soit reliées ensemble, à la jonction entre les première et seconde parties, par une ligne de liaison qui a une forme générale ondulée.
La forme ondulée, par exemple sinusoïdale, de la ligne de liaison permet de supprimer l’axe de rotation ou de déformation évoqué plus haut et rigidifie ainsi la liaison entre la plateforme et la pale. La pièce aubagée a ainsi une tenue mécanique et une durée de vie améliorées.
Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ou étapes suivantes, prises seules ou en combinaison les unes avec les autres :
- la ligne de liaison comprend au moins un ou trois ventres d’ondulation ;
- l’étape a) est réalisée par tissage en trois dimensions de fibres formant des fils de trame et des fils de chaîne, les fils de chaine s’étendant le long de l’axe X et les fils de trame s’étendant perpendiculairement à l’axe, les fils de trame s’étendant en continu dans la première partie et s’étendant de manière discontinue dans la seconde partie en étant interrompus au niveau de ladite surface de déliaison ;
- l’étape c) est réalisée par injection de résine dans la préforme, et polymérisation de cette résine ;
- l’étape a) est réalisée par empilement de nappes de fibres, les nappes de fibres s’étendant le long de l’axe X ;
- l’étape c) est réalisée par thermocompression de la préforme dont les fibres sont préalablement imprégnées avec une résine ;
- la ligne de liaison a une amplitude comprise entre 2 et 20mm, et de préférence entre 5 et 10mm ;
- il comprend, entre les étapes b) et c), une étape de formage de la préforme ;
- le procédé comprend une étape d) suivante de formation de la plateforme, soit en rapportant et fixant des éléments sur les portions, soit en surmoulant ces portions.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
la est une vue schématique en perspective d’une pièce aubagée de turbomachine d’aéronef, qui est ici un redresseur de flux d’air ;
la est une vue très schématique d’une préforme dont des parties d’extrémité ont subi une déliaison ;
les figures 3a et 3b montrent des préformes avec des déliaisons, selon la technique antérieure à la figure 3a et selon l’invention à la figure 3b ;
la est une vue schématique partielle d’une préforme avec plusieurs variantes de réalisation d’une déliaison selon l’invention ;
les figures 5a et 5b sont des vues schématiques en perspective d’une préforme qui a subi une déliaison conformément à l’invention, ainsi qu’une consolidation ;
les figures 5c et 5d sont des vues en coupe selon les lignes A-A et B-B de la figure 5a ;
la est une vue schématique en perspective d’une pièce aubagée conformément à l’invention, avec un surmoulage ;
la est une vue en coupe selon les lignes A-A de la ;
la est une vue schématique en perspective d’une préforme en cours de déliaison par un outil tel qu’un jeu de lames ; et
la est une autre vue schématique en coupe de la préforme et de l’outil de la .

Claims (9)

  1. Procédé de fabrication d’une pièce aubagée (10) pour une turbomachine d’aéronef, cette pièce aubagée (10) comportant une pale (12) présentant un axe d’empilement (X) et dont au moins une extrémité longitudinale est reliée à une plateforme (14) transversale, le procédé comprenant les étapes de :
    a) réalisation d’une préforme (18) en fibres, cette préforme (18) ayant une forme générale allongée le long dudit axe (X) et plane, cette préforme (18) comportant une première partie (16) destinée à former la pale (12) et au moins une seconde partie (20) qui est située à une extrémité longitudinale de la préforme (18) et qui est destinée à former une plateforme (14), cette seconde partie (20) de la préforme (18) comportant une déliaison définissant deux portions (22) superposées séparées par une surface de déliaison sensiblement parallèle à l’axe (X),
    b) plier les portions (22) respectivement sur deux côtés opposés de la première partie (16), et
    c) rigidifier la préforme (18),
    caractérisé en ce que, à l’étape a), la déliaison est telle que les portions (22) sont reliées ensemble, à la jonction entre les première et seconde parties (16, 20), par une ligne de liaison (26) qui a une forme générale ondulée.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la ligne de liaison (26) comprend au moins un ou trois ventres d’ondulation.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’étape a) est réalisée par tissage en trois dimensions de fibres formant des fils de trame et des fils de chaîne, les fils de chaine s’étendant le long de l’axe (X) et les fils de trame s’étendant perpendiculairement à l’axe (X), les fils de trame s’étendant en continu dans la première partie (16) et s’étendant de manière discontinue dans la seconde partie (20) en étant interrompus au niveau de ladite surface de déliaison.
  4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’étape c) est réalisée par injection de résine dans la préforme, et polymérisation de cette résine.
  5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’étape a) est réalisée par empilement de nappes de fibres, les nappes de fibres s’étendant le long de l’axe (X).
  6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’étape c) est réalisée par thermocompression de la préforme (18) dont les fibres sont préalablement imprégnées avec une résine.
  7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la ligne de liaison (26) a une amplitude (T1, T2) comprise entre 2 et 20mm, et de préférence entre 5 et 10mm.
  8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend, entre les étapes b) et c), une étape de formage de la préforme.
  9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend une étape d) suivante de formation de la plateforme (14), soit en rapportant et fixant des éléments sur les portions (22), soit en surmoulant ces portions.
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